海洋洋流是什么原理（全球海洋咸淡差异加剧）

地球系统水循环平均态示意图（图自NASA），红色箭头示意水循环在加速。中科院大气所研究团队 供图

“海水是咸的”虽是众所周知，但全球海洋盐度长期空间如何变化需要科学家持续监测研究。由中国科学家联合瑞士、美国同行最新合作完成的海洋盐度数据结果显示，海洋咸、淡差异加剧，全球水循环加速。

这一气候变化和海洋生态领域重要科研进展的研究论文，近日已在国际专业学术期刊《气候杂志》(Journal of Climate)发表。该研究构建出一套更为准确的、大于60年的长时间序列全球海洋盐度格点数据，进一步证实海洋“咸变咸、淡变淡”的盐度长期空间变化格局，并首次给出海洋0-2000米深度的平均盐度变化趋势，提出一个新的过去半世纪全球水循环变化估计。

新的盐度数据和国际已有数据的对比示例。新数据(黑色)显示出非常好的时间连续性，消除了大部分数据中存在的虚假“盐度漂移”。中科院大气所研究团队 供图

海洋盐度可估算水循环变化

论文第一作者兼通讯作者、中国科学院大气物理研究所成里京副研究员介绍说，水循环是联系地球各圈层和各种水体的“纽带”，是地球各圈层之间能量转移的重要通道和气候系统的核心过程之一，水循环的变化对人类社会经济生活有关键影响。

海洋盐度是水循环的一个指针，可用来估算水循环的变化。中科院大气所团队采用自主研发的格点化技术，构建出一套新的1960年至今的覆盖全球海洋0-2000米深度的盐度格点数据，并在国际上首次利用2005年之后具有近全球覆盖的数据，对重构的盐度数据准确性进行系统性验证。

全球海洋盐度变化的空间结构：上图为上层2000米盐度的气候平均态；中图为上层2000米盐度的变化线性趋势(1960-2018年)；下图为各个海盆纬向平均从0到2000米的盐度变化趋势。中科院大气所研究团队 供图

水循环变化驱动海洋咸淡差异

成里京指出，新数据表明，过去60年，盐度相对较低的太平洋在进一步变淡，淡化最明显的海域为中国临近的西北太平洋以及澳大利亚以东海域；相反，盐度相对较高的大西洋中低纬度区域显著变咸，而大西洋极地区域显著变淡，主要由于冰盖和海冰融化引起的淡水注入海洋导致；在印度洋，盐度表现出南北相反的变化。总体而言，自1960年以来，全球海洋上层2000米“高-低”盐度差异已增大1.6%，而海表盐度差异已增加7.5%。

他认为，海洋“咸变咸、淡变淡”的盐度变化主要由全球水循环“干变干、湿变湿”的变化驱动，根据最新研究利用新的盐度格点数据推算，自1960年以来的全球水循环变化——全球“干变干，湿变湿”水循环格局已经加剧(即全球平均气温每上升1摄氏度，水循环加剧2-4%)。而通过与气候模式模拟结果结合发现，人类活动是造成海洋盐度格局变化加速的主要原因，这反映了人类活动对海洋环境的另一项“改造”。

1960-2017年0-2000米“盐度差指数”的时间序列，背景图为积云和降水(图片： 王习麟)。中科院大气所研究团队 供图

成果估算预警干旱、降水加剧

成里京表示，基于最新研究成果估算，如果本世纪全球气温比工业革命前升高2摄氏度(《巴黎协定》目标的上限)，全球水循环将至少加强4-8%，这意味着更为剧烈的蒸发(特别是在已经较为干旱的区域)和更为强烈的降水(特别是在降水已经较多的地区)。

其中，蒸发更为剧烈意味着干旱的地方将变得更为干旱，也容易带来野火，直接威胁农业生产和粮食安全，影响人民生命和财产安全；更为剧烈的降水则更容易造成更大的暴雨、洪涝等气象灾害。同时，台风天气下降水强度将加大，未来沿海、小岛和低洼地区将会面临更严峻的防护压力。

成里京透露，科学家合作完成并发布的最新盐度数据(IAP-Salinity)除应用于全球水循环研究外，盐度变化对大洋环流、海洋生物地球化学过程有重要影响，包括：极地盐度变化会改变海水密度，对大西洋经圈翻转环流有关键调制作用，进而影响全球天气和气候；盐度变化会改变局地海水密度，影响海洋的层结稳定性，进而调节海洋垂向能量、物质、碳交换强度，影响海洋生态系统和渔业资源。